Главная / Технології / Новий найміцніший біоматеріал

Новий найміцніший біоматеріал

 
 

Нитка, яку плете павук, довгий час займала титул найміцнішого природного біоматеріалу, тому вчені намагалися його використовувати, копіювати і навіть покращувати протягом багатьох років. Тепер дослідники з Королівського технологічного інституту (KTH, Швеція) розробили новий біоматеріал з деревних нановолокон, який перевершив по міцності павутину.

Деревина є одним з найміцніших матеріалів у природі, але це не означає, що її можна зробити ще міцнішою. Нещодавно дослідники «ущільнили» матеріал, щоб зробити так звану «супер деревину», а попередні роботи команди вчених з KTH зробили деревні волокна такими ж міцними, як сталь.

Ключ до попередньої та поточної роботи KTH – це те, що відомо як целюлозні нанофібрили (CNFs). Ці крихітні волокна збираються разом, щоб стінки комірок деревини були міцними і жорсткими, а дослідження про те, як зібрати їх на нанорівні, допомогло команді вчених створити більш міцний матеріал.

Дослідники використовували методику складання з потоком, яка включала суспендування нановолокон у воді, в каналах шириною всього лише 1 мм., де протікає деіонізована вода з низьким pH, що допомагає CNF вибудовуватися в правильному напрямку і самоорганізовуватися в щільно упаковані пучки. Отриманий матеріал міцний, твердий, легкий і досить великий для практичного використовуватися за словами команди, є найміцнішим біоматеріалом в світі.

«Тут створені біовмісткі наноцелюлозні волокна у вісім разів більш жорсткі і мають міцність вище, ніж натуральні шовкові волокна павутини, матеріал якої раніше вважався найміцнішим з біоматеріалів», – говорить Даніель Седерберг, автор дослідження. «Питома міцність перевершує питому міцність металів, сплавів, кераміки та E-скловолокна».

Команда дослідників виміряла жорсткість на розтяг нового матеріалу і визначило її як 86 гігапаскалів, а його межа міцності на розрив становить 1,57 гігапаскаля. Було виявлено, що навіть найслабше окреме волокно, яке вони виготовили, міцніше, раніше створених волокон CNF.

Дослідники кажуть, що ця техніка може бути використана для створення міцних, легких матеріалів для будівництва літаків, автомобілів, велосипедів і меблів. Цей матеріал також може допомогти зібрати інші нановолокна, наприклад, вуглецеві трубки.

 
comments powered by HyperComments